10kV PT铁磁谐振的产生及消谐措施
从10kV配电系统PT烧损现象谈如何消除铁磁谐振
从10kV配电系统PT烧损现象谈如何消除铁磁谐振摘要：丰满电厂新生产控制楼10kV配电系统在备用电源切入试验过程中，进线柜A相PT发生烧损，本文对这一现象进行了多角度分析，分析了原因与防范措施。
关键词：中性点不接地系统铁磁谐振防范措施1引言：丰满电厂新生产控制楼10kV配电系统为中性点不接地系统，2014年10月24日，在备用电源切入试验过程中，进线柜A相PT发生爆裂。
初步分析为电缆长度2.6km诱发铁磁谐振造成PT烧损。
图1 中性点不接地系统母线的电压测量及绝缘监察接线及向量图2原因分析：在35kV及以下中性点不接地系统中，国内目前都是利用电磁式PT开口三角构成的绝缘监察装置来监视系统的绝缘状况，在系统中有着极其重要的作用，如因PT自身出现问题，造成事故原因是多种的，根据此事故分析原因如下：图2 烧损图片（1）自身质量不过关制造过程中自身身绝缘、铁心叠片及绕制工艺不过关等原因，可导致PT发热过量使绝缘长期处于高温下运行，从而导致绝缘加速老化，出现击穿。
该类型的PT一次侧绕组发生匝间短路，这样电流会迅速增大，铁磁也将迅速饱和从而导致谐振过电压，使绝缘击穿造成事故。
（2）线路路径过长此电缆长度为2.6km，当PT投在较长母线上时，由于母线对地电容C0较小，使得容抗X0较大而线路中的感抗XL是随系统电压的变化而变化的不可避免的有较大的电压波动，当电压波动过程中X0/XL=1时激发谐振PT产生磁饱和过电压，使PT的工作点处于伏安特性的非线性部分因而使回路中的电流大幅度增加从而导致高压熔丝熔断PT烧毁。
系统的电容电流也可用下列经验公式计算Ic=(2.7-3.3)Uel10-3,A ?式中Ue电网的额定线电压，kV；l输电线路长度，km；2.7系数，用于无避雷线线路；3.3系数，用于有避雷线线路。
式?适用于单回木杆线路。
若为金属或水泥杆塔，电容电流约增加左右；若为双回路，应将其折算为单回路，可取其等效长度为l’=(1.7-1.4）l。
10kV配电网发生铁磁谐振选哪种方式消谐效果较好？
10kV配电网发生铁磁谐振选哪种方式消谐效果较好？
在10kV中性点不接地的配电系统中，由于配电网的不断发展使线路参数发生变化，常出现运行中电压互感器烧损、高压熔丝一相或两相熔断等异常故障。
其重要原因是:电压互感器励磁电感和配电系统对地电容形成匹配，并在--定条件的激励下,使电压互感器产生磁饱和，引发铁磁谐振。
其谐振过电压的幅值可达相电压的2~35倍，可致使电压互感器烧损或高压熔丝熔断。
针对此类现象，我们可以采用以下两种解决措施：
一、更换电压互感器
电磁式电压互感器按运行承受的电压不同，可分为半绝缘和全绝缘电压互感器，半绝缘电压互感器在正常运行中承受相电压，全绝缘电压互感器在正常运行中可以承受线电压。
工程实践表明，半绝缘电压互感器在中性点非有效接地的10kV配电系统运行中，容易发生铁磁谐振过电压，熔断互感器熔丝，烧毁电压互感器，甚至引发系统事故，严重影响计量的正确性，使测量数据丢失，危及继电保护和自动装置的正确动作等。
由此可见，10kV配电系统应当更换励磁性能较好的全绝缘电磁式电压互感器，能够有效防止铁磁谐振过电压。
二、加装消谐设备
发生铁磁谐振通常采用加装sic消谐器或流敏型消谐器进行消谐。
虽然Sic 消谐器能够安装在半绝缘和全绝缘电磁式电压互感器上，流敏型消谐器只适用于全绝缘电磁式电压互感器。
但是通过以往消谐实验分析证明：与SIC消谐器相比流敏型消谐器能够有效的防止PT一次侧熔断器熔断，保护PT，彻底消谐。
综上所述，10kV配电系统中应当选择全绝缘电磁式电压互感器+流敏型消谐器,能够有效防止铁磁谐振过电压,确保设备安全运行。
浅谈10kV系统产生谐振过电压原因及控制对策
浅谈10kV系统产生谐振过电压原因及控制对策摘要在10kV配电网中，常常发生电磁式电压互感器烧毁的现象，其原因都是因为某些故障或者不正常运行致使电压互感器内的铁芯饱和，诱发铁磁谐振的产生，致使电压互感器内部产生过电压，过电流，严重威胁电力系统的安全运行。
本文通过对配电系统电压互感器频繁损坏的现象，简要阐述铁磁谐振的现象与机理，产生的条件，提出了控制谐振过电压的措施，与大家交流学习。
关键词铁磁谐振；过电压；防范措施引言长期以来，电力系统铁磁谐振过电压严重威胁着电网的安全运行，在10kV 系统中，电磁式电压互感器引发的铁磁谐振过电压导致的设备事故时有发生。
这种过电压持续时间长，对系统的安全运行构成很大威胁，轻者可导致电压互感器烧损，高压熔丝熔断及匝间短路或爆炸；重者发生避雷器爆炸、母线短路等事故。
本文通过对配电系统电压互感器频繁损坏的现象，简要阐述铁磁谐振的现象，产生的条件及防范措施，总结了针对此类故障采取防范措施的一些运行经验。
1 铁磁谐振过电压产生的机理[1-2]目前，我国企业在35kV或者是其以下的配电网，有许多都是采用中性点和不接地的方式进行运行的，因此其中的很大一部分选用的都是比较传统的消线圈完成接地。
因此在其具体进行运行的问题可以看出，中性点的不接地系统，会受到电压的互感器铁心饱和使得铁磁谐振过的电压相对多一些。
中性点不接地运行方式的电力系统单相接地后，两相电压瞬时升高，三相铁心受到不同的激励而呈现不同程度的饱和，电压互感器各相感抗发生变化（各相电感值不同），中性点位移，产生零序电压。
由于线路电流持续增大，导致电压互感器铁心逐渐磁饱和，其电感值迅速减小，当满足ωL=1/ωC时，产生谐振过电压。
在发生谐振时，电压互感器一次励磁电流急剧增大，使高压熔丝熔断。
如果电流尚未达到熔丝的熔断值，但超过了电压互感器额定电流，长时间处于过电流状况下运行，可造成电压互感器烧损。
电力系统中存在着许多非线性感性元件，如发电机、变压器、电压互感器等，这些感性元件和系统中存在的分布电容组成复杂的LC振荡回路，有可能激发铁磁谐振产生过电压。
10kV电压互感器谐振产生原因及对策
10kV电压互感器谐振产生原因及对策作者：张红平来源：《华中电力》2013年第05期摘要：分析了中性点不接地的10kV配电系统中电磁式电压互感器发生铁磁谐振的原因，并指出其对配电系统和设备所产生的危害，以及提出各种消除谐振的措施，且简要分析了各措施的优缺点。
关键词：电压互感器铁磁谐振消谐中图分类号：TM8350 前言中性点不接地的10kV配电系统中，大多采用电磁式电压互感器（PT），其一、二次绕组接成星形，且中性点直接接地，另三次绕组接成开口三角形，用来监测系统是否出现单相接地。
正常运行时，PT的励磁感抗相对于10kV系统的对地容性阻抗大得多，且三相基本平衡，中性点偏移电压很小，系统不会发生谐振。
但发生某些情况时，会使PT三相励磁电感迅速饱和，且各相饱和程度差别很大，致使三相对地阻抗明显不平衡，系统中性点电压产生偏移，参数匹配得当时使PT励磁电感和三相对地电容构成的回路产生谐振过电压。
这种过电压的发生可导致设备的损坏，对系统造成谐波污染等问题。
1 电压互感器产生谐振的原因10kV配电系统是不接地系统，但其星形接法的PT高压侧中性点必须直接接地，同时10kV母线和线路有对地电容，其等值电路见图1，其中EA，EB，EC为三相电源电动势。
此时各相对地励磁电感LA=LB=LC=L0与母线和线路对地等值电容C0间组成独立的振荡回路。
在正常运行条件下，励磁电感LA = LB =LC = L0，各相对地导纳YA=YB=YC=Y0，三相对地负载是平衡的，电网的中性点电位约为零，即不发生中性点电位偏移。
但是当电网发生冲击扰动使一相或两相的对地电压瞬间升高。
现在假定，由于扰动的结果，A相对地电压瞬间提高，这使得A相PT的励磁电流突然增大而发生饱和，其等值励磁电感LA相应减小，以致YA≠Y0，这样三相对地负荷不平衡，中性点发生偏移电压UN，根据基尔霍夫第一定律。
可以得出：导纳YA决定于励磁电感LA和C0大小，如果正常状态下的，那么扰动结果使LA减小，可能使新的。
铁磁谐振原因及消谐措施分析
铁磁谐振原因及消谐措施分析发布时间：2021-12-21T10:09:23.006Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第15期作者：刘世杰刘照辉李童刘新宇顾尚鹏[导读] 剖析在外部因素激发下电压互感器发生铁磁谐振的根本原因，分析谐振特性，并制定相应的预防措施。
辽宁红沿河核电有限公司辽宁大连 116000摘要：剖析在外部因素激发下电压互感器发生铁磁谐振的根本原因，分析谐振特性，并制定相应的预防措施。
关键字：铁磁谐振电压互感器中性点不接地系统消谐措施0、引言电压互感器作为电力系统中重要的保护、测量元件，一旦发生故障将造成重大损失；而铁磁谐振又是引发电压互感器损坏的最常见原因，因此在使用电磁式电压互感器时应该采取相应预防措施，以保证电压互感器正常工作，确保电力系统安全稳定运行。
1、谐振条件在中性点不接地系统中，由于接地保护的需要，三相电压互感器的中点是直接接地的，因此电压互感器与电网线路对地电容并联而形成谐振回路，电磁式电压互感器的电感是非线性的，这种谐振回路为非线性谐振回路，或称铁磁谐振回路。
鉴于电磁式电压互感器的非线性励磁特性，电力系统正常运行时电压互感器不会饱和且呈现出很大的感抗。
当系统发生扰动（如投入和断开空载母线、单相接地突然消失、外界对系统干扰或系统操作产生过电压等）时，电压互感器会由于电压上升而达到饱和，电压互感器中的暂态励磁电流急剧增大，感抗下降，并且由于三相饱和程度不同而产生中性点偏移电压。
当系统的容抗和电压互感器的感抗相等或接近时容易发生分频、基频和高频谐振，电压互感器一次绕组电流远大于额定值时，会导致电压互感器高压熔丝熔断，造成电压互感器二次电压消失，引发厂用电切换，同时也易导致电压互感器因过热而爆炸。
当XC / XL＜0.01时，谐振不会发生，当0.01≤XC / XL≤0.1时，会发生分频谐振，而且起振电压很低；当0.1≤XC / XL≤1时会发生工频谐振（基波），XC / XL≥1时进入高频谐振区。
浅谈铁路10kv电力系统中铁磁谐振现象及防范
浅谈铁路10kv电力系统中铁磁谐振现象及防范文章对铁路10kv电力系统设备运行中出现的铁磁谐振现象进行研究分析，提出防范措施，以提高电力设备供电可靠性。
标签：铁磁谐振；研究分析；防范措施引言普速铁路10kv电力系统和高速铁路电力配电所调压变压器一次侧中性点不接地，单相接地故障时电流很小，允许运行接地运行2h。
在这种系统中，时常会出现这样一些现象，如：在分、合断路器时，出现瞬时接地信号指示、电压互感器高压保险熔断；在出现单相接地时，电压互感器高压保险熔断或电压互感器烧毁；负载小的时候，出现三相电压指示严重不对称。
这些故障现象很多都是铁磁谐振造成的，为确保供电可靠性，提高信号等重要负荷供电质量，有必要对此进行研究，并提出防范措施。
1 铁磁谐振的原理铁路10kv电力系统中大量存在着有铁心的电感线圈和电容的电器设备及大量电缆，为铁磁谐振的发生创造了条件。
有电感和电容的电路，在一定条件下就会出现谐振。
电容、电感串联的电路，会出现电压谐振；电容、电感并联的电路，会出现电流谐振。
在分、合闸操作时就会引起谐振现象发生。
实际的电力系统电路复杂，不仅是三相的，电容也不一定是明显的电容器，可能是空载电缆线路或架空线路，电感线圈可能是变压器、互感器、电抗器，激发因素也不一定明显。
下面举例说明。
例如：当10kv电力系统发生单相接地时，因铁磁谐振造成电压互感器高压熔断器熔丝熔断。
图1 10KV电力系统接线图图2 等效电路图如图1所示，系统中性点是不接地的，但是电压互感器的中性点是接地的，它的高压绕组与外线对地电容构成L、C并联回路，图中，BI代表变压器的二次绕组，Ca、Cb、Cc代表三相对地电容，La、Lb、Lc代表电压互感器一次绕组，可以看成是带铁心的线圈。
当C相接地时，故障点流过电容电流，该系统的等效电路如图4所示。
因为Cc、Lc被短路，所以图中没有画出，La、Ca组成一个并联回路，两端电压Uca是1.732倍的相电压，在这一瞬间电压突变过程中，电压互感器高压线圈的非接地两相的励磁电流就要突然增大，呈现不同程度的饱和，电压互感器的各相感抗发生变化，各相电感值不相同，中性点位移，产生零序电压。
10kV配电系统的消谐措施
10kV配电系统的消谐措施在10kV中性点不接地的配电系统中，由于配电网的不断发展使线路参数发生变化，较常出现运行中电压互感器烧损、高压熔丝一相或两相熔断等异常故障。
这不仅影响了电能表的连续、准确计量，而且还导致保护装置的延误动作，危及配电网的安全运行。
其重要原因是：电压互感器励磁电感和配电系统对地电容形成匹配，并在一定条件的激励下，使电压互感器产生磁饱和，引发铁磁谐振。
其谐振过电压的幅值可达相电压的2～3 5倍，可致使电压互感器烧损或高压熔丝熔断。
为此，通过对电压互感器产生铁磁谐振原因的分析，以采取消谐措施。
1电压互感器引发铁磁谐振的原因10kV配电系统采用中性点不接地方式运行，其线路出线(尤其是电缆出线)对地存在分布电容。
当系统运行正常时，各相电压互感器的感抗相等，中性点电压等于零。
当线路因断线、雷击或其他原因而产生单相接地故障时，接地相对地电压降到接近于零，而非故障相对地电压上升√3倍，导致中性点位移，中性点对地电压升高，系统的稳定性和对称性遭到破坏。
在发生单相接地故障时，其接地点电阻较大且接触不良，因而在接地点出现瞬燃瞬熄的电弧放电，从而造成电压瞬高瞬降，而引发电能、磁能的振落。
电压互感器在电磁振荡的激励下极易产生磁饱和，暂态励磁电流急剧增大，电感值下降，从而引发铁磁谐振。
同时，由于各相感抗发生变化，各相电感值不相同，中性线产生零序电压，使电压互感器出现零序电流，与对地电容构成回路。
当感抗大于容抗(WL>1/Wc)时，回路不具备谐振条件。
但在电压互感器铁芯磁饱和后，其电感逐渐减小，当电感降到满足WL=1/WC时，即具备谐振条件，从而产生谐振过电压。
(只有在XC/XL≤0.01时，才不会发生谐振)在发生谐振时电压互感器一次励磁电流急剧增大，使高压熔丝熔断。
当电流尚未达到熔断熔丝的情况下，而又超过电压互感器额定电流，若长期处于过电流状况下运行，即造成电压互感器的烧损。
2消除铁磁谐振的技术措施在中性点不接地的10kV配电系统中，产生铁磁谐振的必要条件是：系统产生电磁振荡和电压互感器在电磁振荡的激励下产生磁饱和。
浅谈电压互感器铁磁谐振产生原因及消除措施
浅谈电压互感器铁磁谐振产生原因及消除措施发布时间：2023-03-08T04:25:05.108Z 来源：《福光技术》2023年3期作者：周家典[导读] 本文结合新疆金晖110KV变电站项目10KV二段PT柜由于发生三相铁磁谐振而烧毁电压互感器的案例分析其铁磁谐振特点并给出其相关的抑制措施。
福建中能电气有限公司摘要：根据电压互感器在现场运行发生铁磁谐振当时的内外部电网环境，从而对其产生原理及特点进行分析，提出了5条有效的抑制方案。
关键词：电压互感器、铁磁谐振引言：本文结合新疆金晖110KV变电站项目10KV二段PT柜由于发生三相铁磁谐振而烧毁电压互感器的案例分析其铁磁谐振特点并给出其相关的抑制措施。
在电力系统的输配电回路中，由于电磁式电压互感器是非线性的铁芯电感元件，如果系统出现电力参数的突然变动，则电压互感器的铁芯就有可能饱和，从而造成LC共振回路，激发起持续的、较高幅值的过电压，这就是铁磁谐振过电压。
根据这几十年来电网运行情况表明，在 10kV及以下的中性点不接地系统中，电压互感器引起的铁磁谐振现象是一种常见的故障，严重威胁到了电网的安全运行。
由于单相铁磁谐振的电路是电力系统中最常见的铁磁谐振，因此本文结合我公司客户新疆金晖110KV变电站项目10KV二段PT柜由于发生单相铁磁谐振而烧毁电压互感器的案例，分析其铁磁谐振特点并给出其相关的抑制措施。
案例：新疆金晖工业园区采用110/10KV的供电方式，10KV供电采用电缆敷设；另外10KV采用中性点不接地的供电方式（小电流接地）。
另外发生事故时，多数线路处于空载运行状态，用电负荷很小；整个工业园区正处于紧锣密鼓的安装施工中，由于管理混乱，施工中经常出现10KV电缆被挖断的事故；110KV变电所10KV二段电压互感器柜由于发生铁磁谐振，造成电压互感器烧毁，I段10KV进线柜和110KV 1号主变出线柜失电跳闸事故（2号主变未投运）。
本次故障就现场的情况分析跟10KV电缆经常被挖断有关，造成了单相接地或弧光接地，而后值班人员发现后切除该条线路（造成单相接地或弧光接地突然消失），为铁磁谐振的形成创造了条件，从而导致发生了较为严重的铁磁谐振故障，电压互感器击穿烧毁。
PT产生铁磁谐振的原因以及消谐原理
铁磁谐振发生后常常引起电压互感器（PT）烧毁、爆炸等恶性事故。
原因是电力系统中有大量的储能元件，如电压互感器、变压器、电抗器等电感元件，电容器、线路对地电容、断路器的断口电容等电容元件。
这些元件组成了许多串联或并联的振荡回路。
在正常的稳定状态下运行时，不可能产生严重的的振荡。
但当系统发生故障或由于某种原因电网参数发生了变化，就很可能发生谐振。
例如在中性点非有效接地系统，其中一相断线接地，受电变压器和相间电容；电压互感器和线路对地电容；空载变压器和空载长架空线路电容所形成的振荡回路，都有可能发生谐振。
谐振常常引起持续时间很长的过电压。
电压互感器一类的电感元件在正常工作电压下，通常铁芯磁通密度不高，铁芯并不饱和，如在过电压下铁芯饱和了，电感会迅速降低，从而与电容产生谐振，也就是常说的铁磁谐振。
铁磁谐振不仅可在基频( 50HZ )下发生，也可在高频(170HZ) 、低频(17HZ,25HZ) 下发生。
正常运行时，电压互感器开口三角的电压(3U0)理论上是0V,在实际运行中一般也不会超过10V。
当系统发生单相接地时，3U0将迅速升高，达到30到120V,形成过电压。
当系统上电时，由于三相不同期等原因，会在电压互感器中产生很大的谐波电流，导致互感器内部铁芯饱和了，造成二次侧的波形发生畸变，当畸变足够大时，就形成了铁磁谐振。
铁磁谐振产生的条件一般有：1、中性点非有效接地系统；2、非线性电感元件和电容元件组成振荡回路。
回路线性状态时的自振频率小于某此低频谐振频率，当铁芯饱和而电感减小时，回路自振频率增加，恰好等于某此低频谐振频率；3、振荡回路中的损耗足够小，所以谐振实际发生在系统空载或轻载时；4、电感的非线性要相当大；5、有激发作用时，即系统有某种过电压、电流的扰动，如跳、合闸，瞬间接地、瞬间短路等。
二次消谐原理：1、利用消谐装置实时监测PT 开口三角电压，运用DFT算法计算出零序电压四种频率的电压分量。
利用装置中压敏元件的电抗随谐波电压而变化，从而破坏PT铁磁谐振的产生条件。
供电系统铁磁谐振的产生条件及消除防范措施
供电系统铁磁谐振的产生条件及消除防范措施 0引言我国的中压配电网大多为中性点不接地方式，为了监测变电站母线的线电压及各相的对地电压,通常需在其配电母线接装电压互感器（Potential Transformer 简称PT ），其一次绕组须为星形连接且其中性点须直接接地。
当系统发生故障或异常时可能会使PT 某相端部对地电压升高很多，对于目前普遍使用的电磁式PT 来说在电压升高的过程中PT 励磁电感的非线性特性会使该电感与系统对地电容形成参数匹配,发生铁磁谐振，造成系统的过电压和PT 绕组的过电流,导致PT 入口的高压培断器培断甚至PT 爆炸等事故，严重影响系统的安全运行，在中性点不接地配电系统中,当线路对地电容与PT 铁芯电感参数相匹配时,会发生高频谐振、基频谐振、分频谐振,出现最多的是分频铁磁谐振。
由于分频谐振发生的频率最高,最容易激发,且谐振区域大,而且其危害最大。
这里红岩变至九顶山线路（简称“天红九线”）发生单相接地故障产生铁磁谐振导致九顶山35KV 变电站电压互感器击穿为例，阐述电力系统铁磁谐振产生的原因及机理，并提出相应的防范措施。
1铁磁谐振产生的特征、机理及原因1.1 铁磁谐振的分类及谐振特征在电力系统中，三相铁磁谐振主要是因为电压互感器带铁心的非线性电感引起的，当其接在三相交流电源上时，就可能产生不同频率的谐振，可以是频率为50Hz 的基波谐振，或是频率为 2 次、3次、5次谐波的高频谐振，也会是频率为 1/2、1/3、1/5的分频谐振。
振荡回路的等值电感 0L 和等值电容0C 决定了发生谐振的频率0f ，从)2/(1000C L f π=可以得出，电压互感器的感抗L X 和系统对地电容的容抗cn X 两者的比L cn X X /决定着系统中发生铁磁谐振的不同频率。
铁磁谐振过电压在一定的情况下可自激产生，但大多需要有外部激发条件，回路中事先经历过足够强烈的过渡过程的冲击扰动，逐渐发展成铁磁谐振过电压。
10kV配电系统的消谐措施
10kV配电系统的消谐措施在10kV中性点不接地的配电系统中，由于配电网的不断发展使线路参数发生变化，较常出现运行中电压互感器烧损、高压熔丝一相或两相熔断等异常故障。
这不仅影响了电能表的连续、准确计量，而且还导致保护装置的延误动作，危及配电网的安全运行。
其重要原因是：电压互感器励磁电感和配电系统对地电容形成匹配，并在一定条件的激励下，使电压互感器产生磁饱和，引发铁磁谐振。
其谐振过电压的幅值可达相电压的2～3 5倍，可致使电压互感器烧损或高压熔丝熔断。
为此，通过对电压互感器产生铁磁谐振原因的分析，以采取消谐措施。
1电压互感器引发铁磁谐振的原因10kV配电系统采用中性点不接地方式运行，其线路出线(尤其是电缆出线)对地存在分布电容。
当系统运行正常时，各相电压互感器的感抗相等，中性点电压等于零。
当线路因断线、雷击或其他原因而产生单相接地故障时，接地相对地电压降到接近于零，而非故障相对地电压上升√3倍，导致中性点位移，中性点对地电压升高，系统的稳定性和对称性遭到破坏。
在发生单相接地故障时，其接地点电阻较大且接触不良，因而在接地点出现瞬燃瞬熄的电弧放电，从而造成电压瞬高瞬降，而引发电能、磁能的振落。
电压互感器在电磁振荡的激励下极易产生磁饱和，暂态励磁电流急剧增大，电感值下降，从而引发铁磁谐振。
同时，由于各相感抗发生变化，各相电感值不相同，中性线产生零序电压，使电压互感器出现零序电流，与对地电容构成回路。
当感抗大于容抗(WL>1/Wc)时，回路不具备谐振条件。
但在电压互感器铁芯磁饱和后，其电感逐渐减小，当电感降到满足WL=1/WC时，即具备谐振条件，从而产生谐振过电压。
(只有在XC/XL≤0.01时，才不会发生谐振)在发生谐振时电压互感器一次励磁电流急剧增大，使高压熔丝熔断。
当电流尚未达到熔断熔丝的情况下，而又超过电压互感器额定电流，若长期处于过电流状况下运行，即造成电压互感器的烧损。
2消除铁磁谐振的技术措施在中性点不接地的10kV配电系统中，产生铁磁谐振的必要条件是：系统产生电磁振荡和电压互感器在电磁振荡的激励下产生磁饱和。
10kV电压互感器铁磁谐振与消谐措施研究
在 中性点不 接地 系统 中 ．当系统 正常 运行 时 由
于三 相对称 ，电压互感 器 的励磁 阻抗很 大且 大 于 系 统对 地 电容 ， ｌ ， 者并 联后 为一 等值 电容 ， 即 ＞ 两 系
统 网络 的对 地 阻抗 呈 现容性 ，电网 中性 点 的位 移基
所示 。
ＴＶ
移 到∞点【 ｎ 。常见 的 冲击 扰动 有 ： 网的突 然合 闸 、 电 发
生故障和故障消除等。
１２ 谐振 类型 的判 别
试验 和 分析 表 明 ， 铁心 电感 的振 荡 回路 中 ， 在 不 同的激 发 条件 可 以引起 不 同频 率 的铁 磁 谐 振 现 象 ． 其谐 振频 率 可能 等于 工频 的整 数倍 ， 即高 频谐 振 ： 也 可 能等 于 工频 的分 数倍 ， 即分频 谐 振 。分 析 各种 激 发 条件 所 能 引起 的谐 振 类 型 ， 采 用 相 应 的 消谐 措 对 施提 供 了依据 。 目前产 生 铁 磁谐 振 的激 发 条件 主要 有 ：）电磁 １ 式 电压 互感 器 突 然投 入 运 行 ； ２ ）线 路 非 同期合 闸操
０ 引言
在 １ Ｖ中性 点不 接地 系统 中 ， 为 了监 控 电力 ０ｋ 系统 的运行 状态 ， 安装 了大 量 的电磁式 电压 互感 器 。
由于对 地 电容 和互感 器 的参数 不 同 ， 能产生 ３ 可
种频率 的共 振 ： 波共振 、 次谐波 共振 和分 频谐 波 基 高 共 振＿ 饱 和后 的电压互 感器 励磁 电感 变小 ， ｌ 】 。 系统 网
性 伏安 特 性Ｕ＝ ｘｏ３，曲线 ３ 电感 和 电容 串联支 Ｌｌ （Ｃ ， 是 路 的伏 安 特性 ，其 纵坐标 为 Ａ ＝Ｕ— ｃ，点 是谐 振 Ｕ ＩＬＵＩ ｄ
PT产生铁磁谐振的原因以及消谐原理
正常运行时，电压互感器开口三角的电压（3U0）理论上是0V，在实际运行中一般也不会超过10V。
当系统发生单相接地时，3U0将迅速升高，达到30到120V，形成过电压。
当系统上电时，由于三相不同期等原因，会在电压互感器中产生很大的谐波电流，导致互感器内部铁芯饱和了，造成二次侧的波形发生畸变，当畸变足够大时，就形成了铁磁谐振。
铁磁谐振产生的条件一般有：1、中性点非有效接地系统；2、非线性电感元件和电容元件组成振荡回路。
回路线性状态时的自振频率小于某此低频谐振频率，当铁芯饱和而电感减小时，回路自振频率增加，恰好等于某此低频谐振频率；3、振荡回路中的损耗足够小，所以谐振实际发生在系统空载或轻载时；4、电感的非线性要相当大；5、有激发作用时，即系统有某种过电压、电流的扰动，如跳、合闸，瞬间接地、瞬间短路等。
二次消谐原理：1、利用消谐装置实时监测PT开口三角电压，运用DFT算法计算出零序电压四种频率的电压分量。
利用装置中压敏元件的电抗随谐波电压而变化，从而破坏PT铁磁谐振的产生条件。
2、如压敏元件未能完全消除铁磁谐振，则瞬间启动大功率消谐元件予以消除。
当谐振发生时，每隔一微小时间段启动一次大功率消谐元件，启动三次为一段，未能完全消除启动第二段，第三段。
之后如故障依然存在，为了PT安全，不再启动大功率消谐元件，只用压敏元件予
以实时在线消除。
动作判据：1、谐振判据：17HZ谐波电压≥17V，25HZ谐波电压≥25V,150HZ谐波电压≥33V.
2、接地判据：基波电压≥30V。
3、过压判据≥120V。
10KV铁路电力系统谐振过电压产生原因及抑制措施讲解
10KV 铁路电力系统谐振过电压产生原因及抑制措施摘要：铁路10KV 电力系统是中性点不接地系统，中性点直接接地的三相五柱电磁式电压互感器线圈电感和电网对地电容与构成谐振条件，在运行中容易产生铁磁谐振，引起内部过电压。
本文通过对10KV 中性点不接地运行方式下谐振过电压的分析，说明产生谐振过电压的条件、种类及特点，并针对各种抑制谐振过电压的措施进行探讨，得出可行性结论。
关键词：铁路；电力；过电压；抑制措施1 概述铁路10KV 电力系统均为中性点不接地系统（小电流接地），发生单相接地故障时，由于对线电压不产生影响，允许继续运行2个小时，提高了供电的可靠性和连续性，但是存在着易产生过电压的问题。
在10KV 配电所的每一段母线上均接有一台三相五柱电磁式电压互感器，其一次线圈中性点直接接地。
由于电网对地电容与压互的线圈电感构成谐振条件，在运行中容易产生铁磁谐振，引起内部过电压，这种过电压持续时间长，甚至能长时间自保持，对系统的安全运行威协极大，它是导致压互高压熔丝熔断和压互烧损、避雷器爆炸的主要原因，也是某些重大事故的诱发原因之一。
近五年以来，在我段管内共发生谐振过电压烧坏压互高压保险12次，烧毁10KV 压互1台，压互瓷瓶内部引出线烧断1次。
2 铁路10KV 电力系统谐振过电压产生的条件2.1 内部条件铁路10KV 电力系统是中性点不接地系统，为了监视系统的三相对地电压，10 kV配电所每段母线上均接有Y/Y/接线的三相五柱电磁式压互。
母线电压互感器的高压侧接成Y 型，其中性点是接地的，由于铁路10KV 电力系统中电缆较多，各相对地电容较高，电网对地电容与压互的电感相匹配构成谐振条件。
当发生谐振时，压互感抗显著下降，励磁电流急剧增大，可达到额定值的数十倍，造成压互烧毁或保险熔断。
2.2 外界激发条件激发产生谐振过电压的外部条件有以下几种：（1）线路发生单相接地或瞬间接地。
（2）向带有三相五柱电磁式压互的空母线充电（不带馈线负荷的情况下空送母线）。
浅析铁磁谐振现象产生的原因和消除措施
浅析铁磁谐振现象产生的原因和消除措施摘要：高压系统谐振过电压是电力系统常见的故障现象之一，其实质是电磁式电压互感器励磁特性饱和，在特定的运行条件下激发铁磁谐振，从而电力设备和系统安全运行带来危害。
文章从故障实例入手，分析了铁磁谐振产生的机理、类型以及铁磁谐振的特性，并提出多种消除谐振的措施。
关键词：铁磁谐振；过电压；产生条件；影响因素；消除措施高压系统谐振过电压是电力系统常见的故障现象之一，其实质是电磁式电压互感器（以下简称TV）励磁特性饱和，在特定的运行条件下激发铁磁谐振。
由于谐振时会产生很高的过电压，危及电力设备和系统安全运行，因此必须采取有效的消除和防护措施。
电力系统的铁磁谐振可分两大类：一类是在66 kV及以下中性点不接地系统中，由于对地容抗与电磁式电压互感器励磁感抗的不利组合，在系统电压大扰动（如遭雷击、单相接地故障消失过程以及开关操作等）作用下而激发产生的铁磁谐振现象；另一类是发生在220 kV（或110 kV）变电站空载母线上，当用220 kV、110 kV带断口均压电容的主开关或母联开关对带电磁式电压互感器的空母线充电，或切除带有电磁式电压互感器的空母线时，操作暂态过程使连接在空母线上的电磁式电压互感器组中的一相、两相或三相激发产生的铁磁谐振现象。
1故障实例佛子岭水电站地处山区，高压线路架设于崇山峻岭之中，雷雨季节遭受雷击几率较高，铁磁谐振过电压现象时有发生。
2007年7月某日，雷击后，该站发生35 kVⅡ段母线电压一相降低，另两相升高（超过线电压）现象，发“单相接地”信号并熔断2TV高压保险。
35 kV系统接线图如图1所示。
其时，35 kVⅠ、Ⅱ段母线并列运行，两回出线空载。
1TV 与2TV的型号分别为：YDJJ-35、JDJJ2-35。
2008年某日，110 kV母线停电操作过程中，当拉开最后一台高压开关时，母线电压瞬时升高，二次保护回路电压继电器线圈烧毁，如图2所示。
TV型号是JCC6-110，高压开关型号是SW4-110Ⅱ，双断口带有均压电容器。
10kVPT铁磁谐振产生原因及预防措施探讨
２ 铁 磁 谐 振 的 预 防
电压互感 器引起 谐振必 须 由工 频电源供 给能 量才能 维持
下去 ，如 能抑 制或 消耗 掉这 部分 能量 ，就 可避 免谐 振 的产 生。
图 １ 单 相 接 地 故 障 时 的 电 流 流 向
此外 ，提 高电压互感器 的励磁特性 ，使 系统感 抗远远大 于容抗 ，
Ｃ
图 ２ 接地 时 电荷 释 放 等 效 电 路
序电容 ３Ｃｏ中存储 的电荷 ，将对 三相 ＰＴ及零序 ＰＴ一次绕 组 电 感 放 电 。 理论 分 析 和现 场 测 试 表 明 ，该 暂 态 过 程 将 产 生 一 种 幅 值 大 、频 率 低 的 超 低 频 振 荡 电 流 ，它 是 正 常 电 流 的 很 多 倍 。 尽管零序 ＰＴ的高电抗 和电阻能够在一定程度上抑制超低频振 荡 电流的幅值 ，但 当电缆线路和架 空线路较长等原 因引起零序 电容存储的电荷很多时 ，会使零 序 ＰＴ承受很 大的 电流 ，ＰＴ绕 组迅速饱和 ，感抗 持续 降低 ，电流进 一步 增大 ，从 而 导致零 序 ＰＴ 的热 容 量 不 够 而烧 坏 。
当出现单相接地故障时 ，ＰＴ 中性点 电位 由零升为相 电压 ， 非故障相 的电位 由相电压变为线 电压 ，电容 电流会流 经接地故 障点 ，并在对地 电容 ｃ０上 充满 与线 电压 相 当的 电荷 。在 接地 过程 中，该 电荷形成 的电容电流通 过接地点形 成 回路 ，在大 地一 导 线 一电源 间 流 通 ，等 值 电路 如 图 ２所 示 。 由于 １０ ｋＶ ＰＴ 的感
Ｄｉａｎｑｉｇｏｎｇｃｈｅｎｇ ｙｕ ＺｉｄｏｎｇｈｕａＯ电气工程与自动化蠹 Ｊ誓－ ．＿ ＿＿＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿＿ ＿＿＿－－－． ＿＿＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿＿ ＿＿＿＿
10kV PT谐振现象及解决方法
10kV PT谐振现象及解决方法作者：谷婧瑜来源：《华中电力》2014年第01期摘要：本文通过对10kVPT谐振现象产生机理进行分析，并提出相应的预防措施及解决办法，为国内10kVPT谐振研究提供一定的参考作用。
关键词：铁磁谐振预防措施方法引言在现代经济社会快速发展的大潮下，国家社会的用电需求日益增大，电力系统中对电压等级、供电线路的需求也不断增加，PT作为电力系统中必不可少的一环，使用数量也逐年攀升，因PT谐振而造成电力系统设备毁坏的现象也越来越多。
PT谐振中以铁磁谐振发生现象最为频繁，对电力危害较大。
发生铁磁谐振时，高压保险是最易损毁的部件，情况严重时，则会导致PT爆炸甚至停电事故，甚至会造成三相异步电动机的反转，给整个用电系统带来严重的经济损失。
因此，对PT谐振现象尤其是10kVPT谐振现象进行分析研究，并提出相应的预防措施及解决办法，尤其重要的现实意义。
1.PT谐振现象危害及产生机理PT在电力系统中主要是指电压互感器，是一种特殊的变压器，在结构与使用形式上进行了限定，作用主要是对电压按照指定的比例进行变换，将高电压变为低电压，达到保护、计量以及仪表装置的使用条件，有时也通过PT为操作系统进行工作电源的提供。
常见的有电磁式电压互感器，用于中性点不接地电网中。
PT谐振现象主要指在打扰动或者大的系统操作情况下，电压互感器非线性铁芯达到过饱和状态，并同线路、对地电容形成共振回路，引发谐振过电压，继而引发一系列电力系统问题的现象。
1.1PT谐振现象危害因PT谐振造成的电力事故近年逐渐增多，所造成的经济损失越来越严重。
例如，广东电网公司湛江供电局曾经在2012年就发生过10kV变电站线路由于PT铁磁谐振而导致PT烧毁，还有某变电站在母线启动过程中因PT谐振导致PT高压保险烧毁，在PT保险底座能够观察到明显的放电现象，三相中其中一相炸裂，另外两相出现烧灼痕迹，整个绝缘护罩、母线套管护罩全部因放电高温熔化，开关柜被严重损毁。
10kV PT铁磁谐振的产生及消谐措施
10kV PT铁磁谐振的产生及消谐措施[摘要] 10kV PT铁磁谐振是谐振中一种非线性谐振，常常表现为谐振过电压，它会破坏电气设备的绝缘，甚至会烧毁电气设备，严重威胁着电力系统的安全、稳定运行。
本文深入分析了10kV PT铁磁谐振过电压的产生原因，并针对性提出了具体的防范措施。
关键词：PT;铁磁谐振;消谐措施0前言10kV PT铁磁谐振是谐振中一种非线性谐振，它可以是基波谐振，高次或分次谐波谐振。
其表现形式可能是单相、两相或三相对地电压升高，或产生高值零序电压分量，出现虚幻接地现象，或者在电压互感器中出现过电流。
其危害轻则引起高压保险烧毁，重则引起PT爆炸、开关柜烧毁，造成母线停电事故，甚至还会使小容量的异步电动机发生反转现象。
它不仅影响对用户的供电，而且可能造成主设备损坏，严重威胁着系统的安全运行。
1 10kV PT铁磁谐振产生的原因产生铁磁谐振过电压的主要原因，是由于PT的铁芯饱和而引起的串联谐振所致。
由于10kV系统中性点不接地，星形接线的PT高压绕组，就成为系统三相对地放电的唯一金属通道。
系统单相接地有两个过渡过程，一是接地时；二是接地消失时。
电网单相接地时电流的分布如图1所示。
图110kV PT接法单相接地时的电流分布当系统发生单相接地时，PT中性点对地有相电压产生，非接地相的电压升高到线电压，故障点会流过电容电流，其对地电容C0上充以与线电压相应的电荷。
在接地故障期间，此电荷产生的电容电流以接地点为通路，在电源－导线－大地间流通，等值电路见图2。
由于PT的励磁阻抗很大，其中流过的电流很小。
当系统接地故障消逝后，相当于把导线电荷以接地点通往大地的电流通路切断了，此时非接地相将由原来的线电压瞬间恢复到正常的相电压水平。
因此，非接地相积累的电荷只有通过PT对地放电，此时三相对地电容（零序电容）3C0中存储的电荷，将对三相PT及零序PT高压绕组电感放电。
现场测试和理论分析表明，这个暂态过程所产生的电流比正常电流大很多倍，其频率低，幅值大，一般称为超低频振荡电流。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
10kV PT铁磁谐振的产生及消谐措施
[摘要] 10kV PT铁磁谐振是谐振中一种非线性谐振，常常表现为谐振过电压，它会破坏电气设备的绝缘，甚至会烧毁电气设备，严重威胁着电力系统的安全、稳定运行。
本文深入分析了10kV PT铁磁谐振过电压的产生原因，并针对性提出了具体的防范措施。
关键词：PT;铁磁谐振;消谐措施
0前言
10kV PT铁磁谐振是谐振中一种非线性谐振，它可以是基波谐振，高次或分次谐波谐振。
其表现形式可能是单相、两相或三相对地电压升高，或产生高值零序电压分量，出现虚幻接地现象，或者在电压互感器中出现过电流。
其危害轻则引起高压保险烧毁，重则引起PT爆炸、开关柜烧毁，造成母线停电事故，甚至还会使小容量的异步电动机发生反转现象。
它不仅影响对用户的供电，而且可能造成主设备损坏，严重威胁着系统的安全运行。
1 10kV PT铁磁谐振产生的原因
产生铁磁谐振过电压的主要原因，是由于PT的铁芯饱和而引起的串联谐振所致。
由于10kV系统中性点不接地，星形接线的PT高压绕组，就成为系统三相对地放电的唯一金属通道。
系统单相接地有两个过渡过程，一是接地时；二是接地消失时。
电网单相接地时电流的分布如图1所示。
图110kV PT接法单相接地时的电流分布
当系统发生单相接地时，PT中性点对地有相电压产生，非接地相的电压升高到线电压，故障点会流过电容电流，其对地电容C0上充以与线电压相应的电荷。
在接地故障期间，此电荷产生的电容电流以接地点为通路，在电源－导线－大地间流通，等值电路见图2。
由于PT的励磁阻抗很大，其中流过的电流很小。
当系统接地故障消逝后，相当于把导线电荷以接地点通往大地的电流通路切断了，此时非接地相将由原来的线电压瞬间恢复到正常的相电压水平。
因此，非接地相积累的电荷只有通过PT对地放电，此时三相对地电容（零序电容）3C0中存储的电荷，将对三相PT及零序PT高压绕组电感放电。
现场测试和理论分析表明，这个暂态过程所产生的电流比正常电流大很多倍，其频率低，幅值大，一般称为超低频振荡电流。
尽管当中性点经零序PT接地后，由于零序PT的电
阻和高电抗，能够使超低频振荡电流幅值得到一定的抑制，但如果零序电容存储的电荷很多（如架空线线路较长，或有电缆线路），也会使零序PT承受很大的电流，可达到主PT绕组的三倍，导致零序PT的热容量不够而烧坏。
图2 电荷泄放等值电路
实际上，由于接地电弧熄灭的时刻不同，即初始相位角不同，故障的切除不一定都在非接地相电压达最大值时发生。
因此，不一定每次单相接地故障消失时，都会产生超低频振荡电流。
同时，超低频振荡电流的大小，还与PT伏安特性有很大关系，PT铁芯越容易饱和，该振荡电流就越大，PT就越易烧坏。
但当铁芯饱和时，感抗减少到等于容抗，即满足谐振条件，而在电感和电容两端出现高电压，电路中励磁电流急剧增加，可达额定值的几十倍，引起PT一次高压熔丝熔断，甚至造成PT烧损。
2 消除谐振的技术措施
目前大多采用改变线路参数和增加阻尼等措施来抑制铁磁谐振。
通常采用如下方式：
（1）当出现空母线谐振时，不宜拉开电压互感器的隔离开关，应考虑增大母线电容和并联电感（串联谐振时容抗=感抗），即合一条空载线路或者空载的变压器来破坏谐振条件，可使三相电压恢复平衡。
（2）在电压互感器一次绕组中性点的接地线中．串接一只约5 kΩ阻尼电阻(在一次侧中性点串接阻尼电阻，会影响二次侧反映单相接地故障的灵敏度，且在相电压有同期装置的回路中一般不宜采用)，相当于在零序阻抗上并联一只电阻，可以有效地抑制单相接地故障引起的谐振。
（3）电压互感器发生谐振时的电压是相电压的倍，则在二次侧开口三角处将会产生100—200V电压，因此在电压互感器二次侧开口三角处，可并联一只220 V，200 W消谐灯泡(或选用220 V，800 W，60Ω标准电阻，消谐电阻功率不得大子电压互感器极限容量的2．4倍，并做好消谐电阻的安装绝缘措施，防止电压互感器二次侧多点接地)，也可在电压互感器零序回路中装设专用KFX 一10消谐器。
（4）变电站值班人员在恢复送电时，应严格按规程进行操作，确认电压互感器的隔离开关在拉开位置后，才对空母线送电，再合上电压互感器的隔离开关。
检修人员应尽量将其隔离开关三相同期性调整好。
应采用铠装电缆线路和伏
安特性较高、饱和迟钝的电压互感器及电容式电压互感器，以改善技术性能，降低激发谐振过电压的概率。
（5) 选用励磁特性好的PT。
产生铁磁谐振的根本原因在于PT的励磁特性不好，零序磁阻小，在过电压作用下，电感量下降，零序电流急剧增加。
选用励磁伏安特性好的电压互感器，使PT在合闸充电或单相接地故障情况下铁芯不易饱和，避免PT感抗的减小，因而构不成谐振的匹配参数。
有些制造厂片面追求缩小电压瓦感器铁芯截面，却忽视了励磁特性的重要性，给电力系统运行带来了很多隐患。
有关部门曾针对铁磁谐振问题提出过PT伏安特性的起始饱和电压应不小于1．5倍线电压的技术要求。
（6）减少同一网络中并联PT台数。
同一电网中，并联的PT台数越多，则其总体等效伏安性越容易越饱和（实际上为并联感抗减少），相应的在线电压下的工频励磁感抗值越小，如电网中电容电流较大，则容易发生铁磁谐振。
即是说，如果所连接的线路长度在一台PT时可能避免一切谐振，但在二台或多台时就可能进入谐振区而容易发生谐振。
变电所母线并联运行时，一般要求除在电源侧为了用作绝缘监视而必须将PT高压侧中性点接地外，其他的PT能退出的就退出，不能退出时，将其高压侧接地的中性点断开。
目前，部分采用半绝缘PT 的装置变电所由于不具备拆除一次中性点的条件，只能待更换为全绝缘PT后才能取消一次中性点。
（7）采用4TV接线，也称零序PT接线方式，用4台PT组成一组，接三相导线的3台为主PT，为三相三柱互感器接成星形，主PT高压侧中性点再经一个单相零序PT接地，用来测量零序电压。
采用这种接线方式后，一方面零序阻抗显著增大，原PT三相电感有不同程度变化时，对总的零序阻抗影响很小。
另一方面即使在系统发生单相接地故障时，产生的零序电压主要加在零序电压互感器上，星型接线PT只反应正序电压。
不论是星形接线PT，还是零序电压互感器，其绕组上承受的电压不会超过相电压，PT铁芯很难进入饱和区而产生铁磁谐振过电压。
零序电压互感器二次侧接有接地监视继电器，以便在系统发生接地故障时正确地发出接地信号。
3 结论
通常采用的在开口三角加装消谐器、一次末端加装非线性电阻、调整操作程序在一定程度可以消除谐振的发生，但这些方法主要是被动地阻尼谐振的强度，以减轻谐振的危害。
运行经验表明，4TV接线方式对抑制铁磁谐振有较好的效果，被国内的供电企业广泛采用，它能使PT不发生饱和，从而大大降低了谐振发生的可能性，不过一旦发生谐振，其影响和破坏力将更大。
参考文献
[1] 李顺福;电压互感器铁芯饱和谐振过电压的分析及预防措施;青海电力[J];2003．
[2] 凌子恕.高压互感器技术手册;北京：中国电力出版社2005．
[3] 郭景武;张荣新消谐装置在电力系统中的应用分析;天津电力技术[J];2005年增刊．
[4] 刘晖;浅析电力系统铁磁谐振过电压叨;江西电力[J];2006．
[5]黄建硕;铁磁分频谐振过电压的产生、危害及措施加;电工技术应用[J];2007．
现于广东电网公司茂名供电局（广东省茂名市，525000)从事继电保护运行管理工作。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。